摘要：超临界流体具有许多独特的性质，其中利用溶解度
受压力和温度的影响很大这一特点，成为萃取中很好的溶解剂，本论文从超临界流体定义、性质开始介绍，最后谈谈它更多的应用。 关键词：超临界流体的定义 性质 优点 应用
超临界流体的定义
纯净物质达到特定的温度、压力，会出现液体与气体界面消失的现象，该点被称为临界点
。在临界点附近，会出现流体
的密度、粘度、溶解度、热容量、介电常数等所有流体的物性发生急剧变化的现象。 温度及压力均处于临界点以上的液体叫超临界流体(supercritical fluid，简称SCF)。
超临界流体的性质
超临界流体由于液体与气体分界消失，是即使提高压力也不液化的非凝聚性气体。超临界
流体的物性兼具液体性质与气体性质。它基本上仍是一种气态，但又不同于一般气体，是一种稠密的气态。其密度比一般气体要大两个数量级，与液体相近。它的粘度比液体小，但扩散速度比液体快(约两个数量级)，所以有较好的流动性和传递性能。它的介电常数随压力而急剧变化(如介电常数增大有利于溶解一些极性大的物质)。 另外，根据压力和温度的不同，这种物性会发生变化。
超临界流体的优点
超临界流体的处于临界温度和临界压力以上，介于气体和液体之间的流体，兼有气体液体的双重性质和优点：
1.溶解性强
密度接近液体，且比气体大数百倍，由于物质的溶解度与溶剂的密度成正比，因此超临界流体具有与液体溶剂相近的溶解能力。
2.扩散性能好
因黏度接近于气体，较液体小2个数量级。扩散系数介于气体和液体之间，为液体的10-100倍。具有气体易于扩散和运动的特性，传质速率远远高于液体。
3.易于控制
在临界点附近，压力和温度的微小变化，都可以引起流体密度很大的变化，从而使溶解度发生较大的改变。（对萃取和反萃取至关重要）
常见临界点
最常见的是超临界二氧化碳，其临界温度为31.26℃，临界压力为72.9atm
超临界水的临界点为374摄氏度，22Mpa。
超临界甲醇为239℃,8.1MPa
超临界流体的发展史
超临界流体具有溶解其他物质的特殊能力幸福感量表,1822年法国医生Cagniard首次发表物质的临界
现象,并在1879即被Hannay和Hogarth二位学者研究发现无机盐类能迅速在超临界乙醇中溶解,减压后又能立刻结晶析出.但由于技术,装备等原因,时至20世纪30年代,Pilat和Gadlewicz两位科学家才有了用液化气体提取「大分子化合物
」的构想.1950年代,美,苏等国即进行以超临界丙烷去除重油中的柏油精及金属,如镍,钒等,降低后段炼
解过程中触媒中毒的失活程度,但因涉及成本考量,并未全面实用化.1954年Zosol用实验的方法证实了二氧化碳超临界萃取
可以萃取油料中的油脂.此后,利用超临界流体进行分离的方法沉寂了一段时间,70年代的后期,德国
的Stahl等人首先在高压实验装置的研究取得了突破性进展之后,「超临界二氧化碳萃取
」这一新的提取,分离技术的研究及应用,才有实质性进展；1973及1978年第一次和第二次能源危机后,超临界二氧化碳的特殊溶解能力,才又重新受到工业界的重视.1978年后,欧洲
陆续建立以超临界二氧化碳作为萃取剂的萃取提纯技术,以处理食品工厂中数以千万吨计的产品,例如以超临界二氧化碳去除咖啡豆中的,以及自苦味花中萃取出可放在啤酒内的啤酒香气成分. 超临界流体萃取技术
近30多年来引起人们的极大兴趣,这项化工新技术在化学反应和分离提纯领域开展了广泛深入的研究,取得了很大进展,北京奥运会十周年
在医药,化工,食品及环保领域成果累累. 超临界流体的应用原理
物质在超临界流体中的溶解度，受压力和温度的影响很大.可以利用升温,降压手段(或两者兼用)将超临界流体中所溶解的物质分离析出，达到分离提纯的目的(它兼有精馏和萃取两种作用).例如在高压条件下，使超临界流体与物料接触,物料中的高效成分(即溶质)溶于超临界流体中(即萃取).分离后降低溶有溶质的超临界流体的压力，使溶质析出。如果有效成分(溶质)不止一种，则采取逐级降压，可使多种溶质分步析出。在分离过程中没有相变，能耗低。
超临界流体的应用
如超临界流体萃取(supercritical fluid extraction,简称SFE),超临界水氧化技术、超临界流体干燥、超临界流体染、超临界流体制备超细微粒、超临界流体谱(supercritical fluid chromatography)和超临界流体中的化学反应等,但以超临界流体萃取应用得最为广泛。很多物质都有超临界流体区，但由于CO2的临界温度比较低(304.1K),临界压力也不高(7.38MPa),且无毒,无臭,无公害，所以在实际操作中常使用CO2超临界流体。如用超临界CO2从咖啡豆中除去，从烟草中脱除尼古丁，从大豆或玉米胚芽中分离甘油酯,对花生油、棕榈油、大豆油脱臭等。又例如从红花中提取红花甙及红花醌甙(它们是高血压
和肝病的有效成分),从月见草中提取月见草油(它们对心血管病有良好的疗效)等。使用超临界技术的唯一缺点是涉及高压系统,大规模使用时其工艺过程和技术的要求高,设备费用也大。但由于它优点甚多,仍受到重视。
在超临界水中，易溶有氧气，可使氧化反应加快，可将不易分解的有机废物快速氧化分解，是一种绿的“焚化炉”。
由于超临界流有密度大且粘稠度小的特点，可将天然气化为超临界态后在管道中运送，这样既可以节省动力，又可以增加运输速率。
超临界二氧化碳具有低粘稠度、高扩散性、易溶解多种物质、且无毒无害，可用于清洗各种精密仪器，亦可代替干洗所用的氯氟碳化合物，以及处理被污染的土壤。
城市乌托邦 超临界二氧化碳可轻易穿过细菌的细胞壁，在其内部引起剧烈的氧化反应，杀死细菌。
利用超临界流体进行萃取.将萃取原料装入萃取釜。采用二氧化碳为超临界溶剂。二氧化碳气体经热交换器冷凝成液体，用加压泵把压力提升到工艺过程所需的压力(应高于二氧化碳的临界压力)，同时调节温度，使其成为超临界二氧化碳流体。二氧化碳流体作为溶剂从
萃取釜底部进入，与被萃取物料充分接触，选择性溶解出所需的化学成分。含溶解萃取物的高压二氧化碳流体经节流阀降压到低于二氧化碳临界压力以下进入分离釜(又称解析釜)，由于二氧化碳溶解度急剧下降而析出溶质，自动分离成溶质和二氧化碳气体二部分，前者为过程产品，定期从分离釜底部放出，后者为循环二氧化碳气体，经过热交换器冷凝成二氧化碳液体再循环使用。整个分离过程是利用二氧化碳流体在超临界状态下对有机物有特异增加的溶解度，而低于临界状态下对有机物基本不溶解的特性，将二氧化碳流体不断在萃取釜和分离釜间循环，从而有效地将需要分离提取的组分从原料中分离出来。
超临界水具有非常强的极性，可以溶解极性极低的芳烃化合物及各种气体（氧气、氮气、一氧化碳、二氧化碳等），能够促进扩散控制的反应速率，具有重要的工程意义。时间是一把剪刀
目前，研究最多在超临界水中进行的一类反应是以空气为氧化剂，通入有机废物进行氧化反应，即超临界水氧化法（supercritical water oxidation，SCWO）。其结果是有机废物被完全氧化成二氧化碳、氮气、水及可以从水中分离的无机盐等无毒的小分子化合物，达到净水的目的。
小结
在秋冬学期的普化课上，我简单认识了超临界流体，而在之后选择的这个题目上，我了解到了更多有关超临界流体的知识。
最开始，我仅仅知道超临界流体因为它溶解度受压力和温度的影响很大这一特点，被广泛用于萃取。在这段自学中，我收获颇丰。超临界流体的应用还有超临界水氧化技术、超临界流体干燥、超临界流体染、超临界流体制备超细微粒、超临界流体谱(supercritical fluid chromatography)和超临界流体中的化学反应等。这其中我最为感兴趣的还是超临界水。
超临界水达到azo500℃时通入氧，然后对聚氯乙烯塑料进行处理，处理后的塑料中有99％被分解，而且还很少有氯化物产生，从而避免了过去燃烧塑料产生有毒氯化物对环境产生污染的问题。
利用超临界水回收处理有害的甲苯二胺。整个处理过程只需30分钟，是用酸催化剂处理所花费时间的二十分之一，回收效率可以高达80％。而且，回收品能够被再次利用，作为制造聚氨基甲酸乙树脂的原料。这种方法还可以将电线塑料外皮制成灯油和煤油，回收率也可以达到80％，而且所用的时间比热分解方法大大缩短。此外，超临界水在400℃、300个
大气压的条件下，对燃烧灰烬中有毒物质进行氧化处理，几乎全部被分解，从而达到了无害化。
目前，对催化超临界水氧化法处理废物的研究正日益兴起，是超临界流体研究的一个重要发展方向。
黑龙江省畜牧兽医局通过普化课和整个自学过程，我对化学有了一种比高中的“死学”更自主的兴趣，感谢方老师的普化课带给我的提高，希望以后还能有机会上方老师的课。
[参考文献]：
[1]参考文献1：《超临界流体与绿化工》
[2]参考文献2：百度百科baike.baidu/
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